Mechanische Antriebskomponenten Fünf Neuheiten aus der Lineartechnik

Neue Kugelgewindetriebe, Motorspindeln, Dreiachs-Systeme und Linearführungen – wir zeigen fünf Produktneuheiten aus der Lineartechnik.

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Präzisonskugelgewindetriebe von Kammerer mit Planumlenkung (links) und Gesamtumlenkung (rechts).
Präzisonskugelgewindetriebe von Kammerer mit Planumlenkung (links) und Gesamtumlenkung (rechts).
(Bild: Kammerer)

Kugelgewindetriebe von Kammerer Gewindetechnik

Die Kammerer Gewindetechnik GmbH hat Kugelgewindetriebe für den Einsatz in Kunststoff-Bearbeitungsmaschinen vorgestellt. Moderne 5-Achs-Bearbeitungsmaschinen für die Bearbeitung von Kunststoffen und Verbundwerkstoffen wie Composite Materials (CFK, GFK), aber auch Werkstoffen wie Holz benötigen schnelle Achsbewegungen und trotzdem eine hohe Genauigkeit. Kugelgewindetriebe von Kammerer erfüllen beide Anforderungen: Sie sind präzise bei gleichzeitig hohen Geschwindigkeiten. Die Doppelmutter mit einer Größe von 50 mm × 50 mm hat ein angepasstes Laufbahnprofil und lässt unerwünschte Schwingungen aus dem Antrieb erst gar nicht entstehen.

Dreiachs-System von Hiwin

Die Basis dieser Dreiachs-Systeme bildet eine Hiwin-Doppelachse HD in X-Richtung.
Die Basis dieser Dreiachs-Systeme bildet eine Hiwin-Doppelachse HD in X-Richtung.
(Bild: HIWIN)

Standardisierung und Individualität – zwei Begriffe, die sich normalerweise widersprechen. Der Linear- und Antriebstechnik Hersteller Hiwin versucht bei seinen neuen Dreiachs-Systemen HS3 die Vorteile dieser beiden Welten clever zu kombinieren: Die Basis dieser Dreiachs-Systeme bildet eine Hiwin-Doppelachse HD in X-Richtung. Sie garantiert eine ebenso schnelle wie genaue Positionierung, so der Hersteller. In der Y-Achse ist ein Lineartisch der Serie HT-B verbaut. Dank der integrierten Doppelführung kann er hohe Momente aufnehmen und ist besonders biegesteif. Für dynamische Bewegungen in Z-Richtung sorgt die Auslegerachse HC mit Omega-Zahnriemenantrieb und besonders leichtem, aber dennoch steifem Ausleger. Als Hiwin-Standardprodukt wird das HS3 in den Offenburger Werken einbaufertig montiert und innerhalb von zwei Wochen geliefert. Das komplette System kann über den Hiwin-Webshop bestellt werden. Hier wird es individuell: Gestaltet wird jedes Dreiachs-System mit wenigen Klicks im hauseigenen Konfigurator. Das Dreiachs-System steht direkt nach der Konfiguration in allen gängigen CAD-Formaten zum Download zur Verfügung.

Linearführung von NSK

Mit der NH/NS-Serie hat NSK Linearführungen entwickelt, die sich im Vergleich zu konventionellen Linearführungselementen durch eine verdoppelte Lebensdauer auszeichnen. Das verringert die „Total Cost of Ownership“ (TCO) der Antriebselemente erheblich – Grund genug, warum sich immer mehr Maschinenbauer und auch Endanwender für die Aus- bzw. Nachrüstung ihrer Maschinen mit diesen Linearführungen entscheiden.

Zu den Konstruktionsmerkmalen der NH/NS-Linearführungen gehört die besondere Kugellaufbahngeometrie. Die im Vergleich zur Vorgängerbaureihe um bis zu 30 % gesteigerte dynamische Tragzahl führt zu einer verdoppelten Ermüdungslebensdauer – bei kompakteren Abmessungen und gleich niedrigem Gewicht. Durch optionale Beschichtungen wie Duralloy und Raydent lässt sich die Gebrauchsdauer weiter erhöhen. Für den Einsatz in korrosiver Umgebung sind Varianten aus Edelstahl verfügbar. Die Vorteile, die der Einsatz der NH-Linearführungen in der Praxis bietet, lassen sich am besten an Beispielen darstellen.

Anwendungsbeispiel 1: Ein führender Hersteller von Blasformmaschinen erhielt von Kunden Beschwerden über die unzureichende Lebensdauer der Linearführungen, auf denen die Formplatten verfahren. Nach dem Wechsel auf Führungen der NH-Serie hat sich die Verschleißanfälligkeit der Schließeinheiten deutlich verringert. Außerdem schafft das vierreihige Laufbahndesign der Führungen die Voraussetzung für das Aufnehmen höherer Stoßbelastungen des Schlittens. Inzwischen wurde das gesamte Blasformmaschinen-Programm des Herstellers auf NH-Linearführungen umgestellt.

Zu den Konstruktionsmerkmalen der NH/NS-Linearführungen gehört die besondere Kugellaufbahngeometrie.
Zu den Konstruktionsmerkmalen der NH/NS-Linearführungen gehört die besondere Kugellaufbahngeometrie.
(Bild: NSK)

Anwendungsbeispiel 2: In einem anderen Fall kam es bei einem europäischen Hersteller von Hochgeschwindigkeits-Bestückungsautomaten zu wiederholten Ausfällen von Linearführungen. Ursache war die problematische Ausrichtung. Auch hier löste der Einsatz von NH-Linearführungen das Problem. Denn diese Baureihe ist nicht nur für Hochgeschwindigkeitsanwendungen ausgelegt, sie ermöglicht auch ein hohes Maß an Selbstausrichtung. Inzwischen hat der Hersteller mehrere tausend NH-Linearführungen installiert.

Anwendungsbeispiel 3: Auch bei der Nachrüstung vorhandener Anlagen bieten die NH/NS-Linearführungen Vorteile, z.B. bei einem Hersteller von Blechbaugruppen. Hier ließ die Lebensdauer der Antriebs- und Führungselemente von automatisierten Schweißsystemen zu wünschen übrig. Da Schweißspritzer und Schweißrauch zu den Umgebungsbedingungen gehören, empfahl NSK beschichtete NH-Linearführungen in Kombination mit Protektoren und wartungsfreien Schmiereinheiten K1. Seit der Umrüstung vor mehr als drei Jahren sind die Schweißsysteme ohne Ausfälle in Betrieb. Das entspricht einer zehnfach längeren Lebensdauer.

Die Linearführungen der Serie NH/NS sind für Anwendungen konzipiert, die eine präzise, gleichmäßige und erschütterungsfreie Linearbewegung erfordern. Zu den möglichen Einsatzbereichen gehören unter anderem die medizinische Bildgebung, Mess- und Prüftechnik, Automatisierungs- und Robotertechnik, Verpackungsmaschinen sowie die Montage- und Handhabungstechnik.

Kugelgewindetrieb von THK

Um höhere Drehzahlen mit dem Kugelgewindetrieb BSM zu erreichen, entwickelte THK zu diesem Zweck ein neues Kugelumlaufsystem mit einem DN-Wert von 170.000.
Um höhere Drehzahlen mit dem Kugelgewindetrieb BSM zu erreichen, entwickelte THK zu diesem Zweck ein neues Kugelumlaufsystem mit einem DN-Wert von 170.000.
(Bild: THK)

Mit dem Kugelgewindetrieb BSM präsentiert THK einen neuen vollkugeligen Kugelgewindetrieb, der sich durch seine hohen Tragzahlen und Vorschubgeschwindigkeiten speziell für moderne Werkzeugmaschinen anbietet. Um höhere Drehzahlen mit dem Kugelgewindetrieb BSM zu erreichen, entwickelte THK zu diesem Zweck ein neues Kugelumlaufsystem mit einem DN-Wert von 170.000. Zusammen mit den angebotenen großen Spindelsteigungen ist damit ein Hochgeschwindigkeitsbetrieb möglich, der im Vergleich zu bestehenden vollkugeligen Kugelgewindetrieben eine neue Dimension darstellt. Ebenfalls überarbeitete THK das Rillenprofil der Gewindespindel und die Einzelmutter: Die schlankere und längere Mutter erlaubt einen kompakteren Aufbau der Anschlusskonstruktion und bietet zusätzlich eine höhere Steifigkeit, da mehr Kugelumläufe integriert sind. Zum Schutz gegen Verunreinigungen unter rauen Einsatzbedingungen können die Muttern mit verschiedenen Abdichtungen und Kontaktabstreifern versehen werden. Der Kugelgewindetrieb BSM ist in den marktgängigen Durchmessern 40 bis 63 mit Gewindesteigungen von 16 mm bis 30 mm lieferbar.

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Motorspindel von Sauter

Sauter stellt eine neue Motorspindelserie für angetriebene Werkzeuge mit besonders hoher Leistungsdichte vor. Die Spindeln eignen sich für Dreh-Fräs-Zentren sowie drei- und fünfachsige Fräsmaschinen und können bei Bedarf in Verbindung mit einer B-Achse zum Einsatz kommen. Die Marktneuheit: Dank eines neu artigen Kartuschensystems können Anwender zwei unterschiedliche Maschinenkonzepte in demselben Bauraum umsetzen und somit eine zweite Werkzeugmaschine einsparen. In der Speed-Drive-Variante erreichen die Motorspindeln sehr hohe Drehzahlen bis 30.000 min–1, und in der Torque-Drive-Variante sind Drehmomente bis 450 Nm möglich.

Dank der neuen Kartuschenbauweise ist es mit der Motorspindelserie für angetriebene Werkzeuge von Sauter erstmals möglich, beide Anwendungen auf nur einer Maschine zu realisieren.
Dank der neuen Kartuschenbauweise ist es mit der Motorspindelserie für angetriebene Werkzeuge von Sauter erstmals möglich, beide Anwendungen auf nur einer Maschine zu realisieren.
(Bild: Sauter)

Bisher waren zwei unterschiedlich konfigurierte Werkzeugmaschinen notwendig, um Fräsarbeiten mit hohen Drehmomenten oder hohen Drehzahlen durchzuführen. Dank der neuen Kartuschenbauweise ist es mit der Motorspindelserie für angetriebene Werkzeuge von Sauter erstmals möglich, beide Anwendungen auf nur einer Maschine zu realisieren. Wenn beispielsweise eine Umstellung von der Torque-Drive- auf die Speed-Drive-Motorspindel nötig wird, reicht es aus, die Kartusche der Spindel auszutauschen. Darüber hinaus müssen nur kleinere Anpassungen im Schaltschrankbereich vorgenommen werden. „Einfach die Kartusche wechseln und weiter geht’s. Dadurch können Anwender äußerst schnell und flexibel auf sich verändernde Anforderungen reagieren. Darüber hinaus sparen sie sich die sehr teure Investition in eine weitere Maschine“, sagt Manuel Keppeler, Leiter Entwicklung Mechanik bei Sauter.

Auch hinsichtlich anderer Aspekte bietet die neue Motorspindelreihe Anwendern hohe Flexibilität: Die Spindeln sind mit unterschiedlichen Schmierungen, Klemmungen, Schnittstellen und Fräsköpfen verfügbar. Der Experte für Werkzeugrevolver und Werkzeugträgersysteme liefert seine neuen Motorspindeln auf Kundenwunsch mit integrierter Plananlagenkontrolle, Leckageprüfung sowie Temperatur- und Schwingungsüberwachung. Dadurch lassen sich die Einschaltdauer des Gesamtsystems, die Prozessstabilität und das Zeitspanvolumen je nach Kundenanforderung variieren.

Mithilfe des neuen Sauter-Systems werden aktuell insbesondere Produkte für den Luft- und Raumfahrtbereich, Maschinenbau sowie die Medizinindustrie gefertigt. Die Möglichkeiten sind jedoch weitaus vielfältiger; sie reichen von der klassischen 2-Achs- bis zur 5-Achs-Bearbeitung, vom Rundmaterial mit einfacher Bohrung bis zur Turbinenschaufel. Mit den neuen Motorspindeln von Sauter in Verbindung mit einer Drehachse, beispielsweise einer B-Achse, können Anwender alle Anforderungen in einer Maschine umsetzen soweit es deren Baugröße zulässt.

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